黄土丘陵沟壑区乡村聚落分布格局特征与类型

陈宗峰，李裕瑞，刘彦随,2※

（1. 北京师范大学地理科学学部，北京 100875；2. 中国科学院地理科学与资源研究所，北京 100101；3. 中国科学院精准扶贫评估研究中心，北京 100101）

黄土丘陵沟壑区乡村聚落分布格局特征与类型

陈宗峰1，李裕瑞2,3，刘彦随1,2※

（1. 北京师范大学地理科学学部，北京 100875；2. 中国科学院地理科学与资源研究所，北京 100101；3. 中国科学院精准扶贫评估研究中心，北京 100101）

为了进一步深化乡村聚落微观研究，为新时期新农村建设提供基础支撑，该文利用延安市宝塔区2015年Google earth遥感影像，运用探索性空间数据分析模型与格网分析法，定量分析了延安市宝塔区乡村聚落的空间分异特征，并基于多维组合特征划分了乡村聚落类型。结果表明：1）乡村聚落空间整体上呈集聚分布模式，且分布密度北高南低，密度大于 5个/km²的聚落斑块，主要在桥沟镇和川口乡以北；聚落规模存在高值集聚特征，空间分布呈“Y”型结构；乡村聚落分布随高程、坡度变化呈正态分布，且81.42%的乡村聚落斑块最临近道路距离小于500 m，59.7%的乡村聚落斑块耕作半径为700～800 m；聚落形状指数受不同等级道路影响较大，高值区主要沿国道和省道分布，低值区主要分布在三、四级油路和砂石路。2）蟠龙川样带内聚落格局特征受地形与耕地资源影响较大，210国道沿线聚落格局受经济发展水平影响较大。3）基于多维特征组合矩阵将乡村聚落布局划分为 9类，小规模-劣势区-集中分布和小规模-劣势区-离散分布是主要问题区。乡村聚落优化应立足于不同类型、因地制宜、分区推进，主要问题区实施优先整治战略，保障生态安全。关键词：土地利用；农村地区；模型；乡村聚落；类型划分；生态安全；黄土丘陵沟壑区；延安市

0 引 言

乡村聚落既是乡村地理学的主要研究对象，也是人地关系地域系统的重要研究领域，乡村聚落的“三生”空间是区域生产、生活、生态空间的重要组成部分[1-3]。囿于城乡二元结构，中国城乡发展差距持续扩大，大量农村劳动力非农化转移，导致乡村地区人地分离问题日益突出、农村空心化加剧、乡村自我发展能力下降等问题。乡村发展的可持续性在于城乡之间要素的平等交换及其优化配置，实现城镇与乡村的功能契合、空间融合[4]，而乡村聚落空间结构优化、新型村镇建设格局构建是实现乡村转型与可持续发展的重要途径。因此，优化乡村聚落的空间格局，整合乡村要素资源已成为城乡转型新时期进一步加快城乡发展一体化的重要途径。目前，中国相关研究主要以东部平原、山区以及中西部河谷地区为主[5-8]，并在乡村聚落的空间形态与类型划分、聚落的空废化、聚落格局演变规律与机制、聚落空间重构等方面取得较多研究成果[9-15]。随着GIS技术和景观科学的发展，基于 GIS的空间分析、景观生态学分析和地理建模等方法也逐渐应用到现代乡村地理研究[16-19]。然而，已有研究的特点是多以较大的行政区（县、市）为空间单元，其精度不够高，在一定程度上弱化了乡村聚落空间分布的地域环境依赖性，同时类型划分也多依据规模和形态等单一信息，难以准确地识别出乡村聚落的问题区域。

总体而言，立足于黄土丘陵沟壑区这一典型区域背景的乡村聚落微观研究仍显不足，难以适应新时期黄土高原人地关系转型和新农村建设的现实需要。乡村聚落格局与类型研究，是新型城镇化背景下村镇建设格局优化的基础支撑。本文以地处黄土丘陵沟壑区的延安市宝塔区为研究对象，利用2015年乡村聚落图斑数据，在地理格网[20]分析的基础上，从聚落空间分布、聚落规模、聚落区位和聚落形态等 4个方面分析了乡村聚落空间格局特征，应用多维特征组合矩阵进行聚落类型划分与问题诊断，以全面把握区域乡村聚落格局特征与类型，为黄土高原生态安全保障、新农村建设和村镇格局优化布局提供参考依据。

1 研究区概况与研究方法

1.1 研究区概况

本文选取了地处黄土丘陵沟壑区的延安市宝塔区为研究区域（图1），土地总面积为3 556 km²，地形东北、东南高，中部隆起，全境平均海拔898.5 m。属暖温带气候，年均降水量500 mm左右，多集中在6～9月，且强度大，多暴雨；年均气温9.4 ℃，年无霜期170～186 d，一年一熟有余，两熟不足，农业种植以玉米、豆类和薯类为主。宝塔区总人口50万人，共管辖11镇5乡，3个街道办事处，611个行政村，38个城乡社区。2015年全区国民生产总值为269.40亿元，固定资产投资320.83亿元，农村人均纯收入达到1 0485元。

图1 延安市宝塔区区位Fig.1 Location of Yanan City

1.2 数据来源与处理

本文基于Google earth高清遥感影像，经过几何校正、坐标配准、目视解译和矢量化处理等获得宝塔区乡村聚落图斑、耕地图斑、交通道路、河流等要素数据。其中，乡村聚落图斑为土地利用现状分类中的建制镇（编码202）和村庄（编码203），耕地图斑为土地利用现状分类中的水田（011）、水浇地（012）和旱地（013），最小上图面积为100 m2。由于偏远沟道内乡村聚落分布散而规模小未能达到最小上图面积，以及宝塔城区北部削山造城，部分村域未能获得聚落图斑数据。1:5万DEM数据来源于中国科学院计算机网络信息中心国际科学数据镜像网站（http：//datamrror.csdb.cn）。在 ArcGIS10.2平台支持下，基于DEM数据获取研究区高程图和坡度图。

1.3 研究方法

首先将遥感解译获得的乡村聚落斑块，与格网化处理（500 m×500 m）后的宝塔区格网数据进行空间叠置，将聚落信息定义到每个地理格网中，运用平均最邻近指数、全局空间聚类检验和空间热点分析等方法分析了宝塔区乡村聚落的空间分布特征与规模特征。通过地理统计分析、缓冲区分析等方法分析道路、河流、耕地、高程和坡度等要素与乡村聚落的空间关系特征。之后运用空间样带分析法，分析了典型沟域内乡村聚落的空间变化特征。最后，基于多维组合矩阵对宝塔区乡村聚落类型进行划分。

1.3.1 平均最邻近指数（average nearest neighbor, ANN）

平均最邻近指数通过计算出乡村聚落中心点与其最近邻聚落中心点之间的平均距离，再与假设随机分布的期望平均距离进行对比，通过计算结果，判断乡村聚落的分布模式。平均最邻近指数数值分布在[-1,1]之间，结果越接近1说明分布越离散，反之越集聚[21-22]。

1.3.2 全局空间聚类检验（Getis-Ord General G）

全局性聚类校验是从全局角度检测变量的空间分布模式，用以判断变量是高值集聚还是低值集聚[23-24]。要求空间单元的变量为正值，其表达式为

式中d为距离，m；wij(d)为以距离规则定义的权重；xi和xj分别是i和j区域的观测值；标准化G(d)后可得，Z(G)=(G(d)-E(G))/√var(G)，其中E(G)和var(G)分别为G(d)的期望值和方差。G(d)的显著性水平以及空间相关性可通过Z(G)值进行判断。如果G(d)为正，且Z(G)统计显著时，则说明变量存在空间集聚，且为高值簇群，如果G(d)为负值，且Z(G)统计显著时，则说明变量存在低值簇群。

1.3.3 空间“热点”探测（Getis-Ord Gi*）

Getis-Ord Gi*则是从局部地区来检测变量是否存在统计显著的高值和低值，并将研究区的“热点区”和“冷点区”进行可视化表达。其计算式为

与上式相同，对Gi*(d)进行标准化处理得Z(Gi*)。其中，E(Gi*)和var(Gi*)分别为Gi*(d)的数学期望和方差。如果Z(Gi*)为正值，而且统计显著，则说明位置i周围属于高值集聚的热点区；如果Z(Gi*)为负，而且统计显著，则说明位置i周围属于低值集聚的冷点区[25]。

1.3.4 类型划分

乡村聚落分布格局与类型划分是聚落优化配置的基础。因此本文以聚落格局优化为导向，以识别乡村聚落空间布局问题区为目标，选取乡村聚落集聚度、规模和区位三维特征进行类型划分（表 1），进而识别出丘陵沟壑区乡村聚落小而散，聚落区位不适宜等主要问题区域。

表1 类型划分指标体系Table 1 Indicators system of type division

通过最邻近指数来刻画村域范围内乡村聚落斑块的集聚程度；用聚落面积、聚落面积占比、平均斑块面积来刻画聚落规模特征；用交通通达度、城镇邻近度、地势优劣度和耕作半径来刻画区位优劣情况。各项指标在极值标准化后，通过几何平均法计算得到布局、规模和区位的指标值，并将规模指数分为大、中、小 3级，区位指数分为优势区、劣势区，布局分为集聚分布、离散分布。最后通过“3-2-2”指标组合矩阵进行类型划分，理论上有12种类型。

2 结果与分析

2.1 乡村聚落空间分布特征

本文运用平均最邻近指数（ANN）和乡村聚落斑块密度 2个指标，从乡村聚落空间分布的离散程度与空间密度2个方面来揭示宝塔区乡村聚落的空间分布特征。

1）平均最邻近指数（ANN）计算结果为0.83，说明宝塔区乡村聚落空间分布属于集聚分布模式；而且对应的P值小于0.01，Z得分为标准差的8.56倍，置信度为99%，这说明该聚类模式是随机产生的可能性只有1%或者更小。宝塔区是黄土高原典型丘陵沟壑区，乡村聚落多分布在沟道低缓地带，整体上看呈条带分布，这也说明ANN分析结果与实际聚落分布情况相符。

2）密度分布具有较大的地域差异性。根据图2a，表2可以发现宝塔区乡村聚落密度有以下特征：①宝塔区乡村聚落斑块平均密度为2.1个/km²，属较高密度类型[26]。②宝塔区乡村聚落斑块密度空间差异显著，密度大于 5个/km²的聚落斑块，主要分布在桥沟镇和川口乡以北；宝塔区南部乡村聚落密度相对较低。③高密度区多远离主要交通干线，宝塔区聚落密度大于8个/km²的地区多分布在远离国道、主要公路的偏远沟道内。这是主要是由于偏远沟道内乡村聚落斑块多以单户散乱空间小集聚分布特征导致。

图2 宝塔区乡村聚落密度、规模、交通及形态指数空间分布Fig.2 Spatial distribution of density, size, traffic and shape index of rural settlements in Baota District

表2 聚落密度大于5个·km-²的格网数量统计Table 2 Grid number statistic of settlements density greater than 5 个·km-²

2.2 乡村聚落规模特征

将乡村聚落斑块与宝塔区格网图层（500 m×500 m）进行空间叠置，以格网化的聚落斑块面积为分析变量，通过全局性空间聚类校验（Getis-Ord General G）、空间“热点”探测（Getis-Ord Gi*）的方法对宝塔区乡村聚落规模特征进行分析。

另外，借助专门的办公软件，医院的5家分院跟本部的检查预约通道基本打通。宣姝姝指出，天台分院目前没有部分大型仪器设备，如3.0MRI，如果患者要求到本部来做大型检查，医生在办公软件上发起检查申请，预约中心处理好以后将信息反馈给他们。然后，这些转诊患者按照预约时间到医院，现场交费就可以进行检查，让基层患者享受便捷就医的实惠。

1）根据全局性空间聚类分析（Getis-Ord General G）的结果，可以发现宝塔区乡村聚落规模具有高值集聚的空间分布特征。Z(d)和P(d)用来表明聚落集聚特征是否具有统计学上显著性，G(d)值可反应该集聚是高值集聚还是低值集聚。由于Z(d)值为75.57，P(d)值小于0.01，说明宝塔区乡村聚落的空间集聚特征具有统计学上的显著性。同时，G(d)值为 0.000 006，E(d)值为 0.000 001 即G(d)值大于期望值E(d)，说明分布具有高值集聚特征。

2）乡村聚落规模的地域分布呈现出“Y”型结构。通过空间“热点”探测的可视化（图 2b），可以发现，①宝塔区乡村聚落规模高值区主要分布在宝塔城区及其周围乡镇，呈现出“Y”型空间结构，且高值集聚的空间格局较为明显。宝塔区南部的南泥湾镇、麻洞川乡和临镇的乡村聚落规模高值区相对分散，呈现出空间点状分布。②乡村聚落次高值区主要分布在高值区的边缘地带，如河庄坪镇、青化砭镇、南泥湾镇和麻洞川乡等乡镇地区，无空间集聚特征。

聚落规模高值区“Y”型空间结构的形成主要有两方面原因。从自然地理条件来看，该地区为延河与南川河交汇处，是典型河谷地貌。该地区地势平坦，为聚落大规模集中分布提供了优越的自然条件。从社会经济角度来看，该地区为延安市市政府所在地，是经济社会发展中心以及劳动力、资本、科技等要素汇集地。因此，在自然地理条件和社会经济因素的双轮驱动下，宝塔城区及其周边成为大规模乡村聚落集聚区，聚落规模热点分析呈现出“Y”型结构。

2.3 乡村聚落区位特征

乡村聚落的区位分布特征既包括聚落分布的地势优劣情况，也体现在聚落的交通通达度、城镇临近度以及耕作的便利程度。聚落分布的地势优劣度主要通过乡村聚落的高程和坡度分布进行表达。

1）乡村聚落斑块正态分布特征显著。从宝塔区乡村聚落斑块的高程和坡度统计特征来看（图 3），乡村聚落主要分布在高程为955～1 164 m之间，坡度为5°～23°之间，且乡村聚落的高程和坡度频率分布具有正态分布特征。①乡村聚落高程频率统计的偏斜系数（Skewness）为0.461 12，略大于0，峰值系数（Kurtosis）为3.064 5，接近于3，中值为1 054略小于均值1 058.5，说明宝塔区乡村聚落高程频率统计具有正态分布特征，且仅有极少数低值数据集簇分布。②乡村聚落坡度频率统计的偏斜系数(Skewness)为0.514 26，峰值系数（Kurtosis）为 3.042 4，中值和均值分别为13.721和14.3，说明宝塔区乡村聚落坡度频率统计也具有正态分布特征。

图3 宝塔区乡村聚落高程、坡度频率统计图Fig.3 Frequency statistic of elevation and slope of rural settlements in Baota District

2）宝塔区乡村聚落布局具有较强的交通指向性。①交通通达度用于表达乡村聚落所处位置的交通便捷性，宝塔区乡村聚落斑块平均最邻近道路距离为 356.34 m。81.42%的乡村聚落斑块最临近道路距离小于 500 m，6.68%的乡村聚落斑块最邻近道路距离为500～1 000 m，5.01%的乡村聚落斑块最邻近道路距离为1 000～1 500 m，3.30%的乡村聚落斑块最邻近道路距离为1 500～2 000 m，3.6%的乡村聚落斑块最邻近道路距离大于2 000 m，且大于2 000 m的乡村聚落主要分布在沟道内部，平均高程为1 089 m，坡度为 15.35°，均大于总平均值 1 058 m 和14.34°，说明乡村聚落布局具有较强的交通指向性（图2c,图 2d）。

3）农业生产是农民收入的主要来源，耕地资源的空间格局影响着乡村聚落的空间分布[27-28]。耕作半径则是刻画耕地与乡村聚落空间关系的有效指标。宝塔区村域平均面积为4.7 km²，可将其看作半径为1 225 m的圆。因此，以乡村聚落图斑为中心，以1 225 m为分析半径，统计计算每个聚落图斑质点到相邻耕地图斑质点的平均距离，该平均距离作为耕作半径。结果显示，宝塔区乡村聚落的耕作半径均值为 752.36 m，耕作半径为 700～800 m的乡村聚落数量占总聚落数量的59.7%，耕作半径为 800～900 m的乡村聚落占20.2%，耕作半径为600～700 m的乡村聚落占17.3%，其余部分仅占2.8%（图4），说明宝塔区乡村聚落空间分布受耕地资源格局影响较大，且该地区耕作半径主要为700～800 m。

2.4 乡村聚落形态特征

乡村聚落形态内容主要包括聚落的形状指数和分维数[29]，聚落斑块形状指数越大说明其形状越复杂，斑块分维数的高低用来描述斑块结构的不规则程度和破碎程度。本文主要采用格网内农村聚落斑块的加权平均形状指数和分维数2个指标进行分析。

图4 耕作半径与乡村聚落数量关系图Fig.4 Relation between farming radius and rural settlements

由图2e，图2f可知，①宝塔区乡村聚落斑块形态特征空间差异显著，受不同等级道路影响较大，且乡村聚落斑块形状指数和分维数分别分布于 0.50～4.12和0.51～1.21之间，总体上乡村聚落斑块形态特征复杂性相对较低。形状指数和分维数高值区主要沿国道和省道分布，低值区主要分布在三、四级油路和砂石路，说明宝塔区国道和省道附近的乡村聚落斑块形状复杂度要比低级道路附近的高。这主要是由于国道和省道附近乡村聚落相对较为集聚，聚落斑块面积大，但是受沟道地形限制，乡村聚落主要呈长条状分布；低级道路附近乡村聚落集聚性较弱，乡村聚落多以单户或几户规模分布，聚落结构简单，因此形状指数相对较低。②宝塔区乡村聚落分维数与形态指数具较强的正相关性，其线性相关系数为0.827，且在0.01水平（双侧检验）上显著。

2.5 典型沟域乡村聚落特征分析

黄土丘陵沟壑区沟壑纵横，居民的生产生活主要集中在沟域系统中，且沟域交通条件对聚落间的要素流动具有较大影响。因此选取蟠龙川流域与 210国道作为研究对象，对宝塔区沟域及国道沿线乡村聚落空间特征进行分析。蟠龙川流域样区为 1公里格网，从沟口开始编号，共41个样方；210国道主要经过延河流域，聚落面积较大，样方设为2 km×2 km，从南向北编号，共35个样方（图1）。

蟠龙川沟域内，乡村聚落规模呈现出多中心性，即多个大规模中心样点，这些样点一般是乡镇所在地，且具有等距特征，一般为12 km出现一个大规模中心样点。单从中心样点聚落规模分析，随着距沟口距离的增加，聚落规模整体呈减小趋势。聚落密度没有明显的多中心性，总体呈减小趋势。聚落形状指数在距离沟口 15 km范围内差异不大，随着距离增加聚落形状指数呈现出与聚落规模相似的变化趋势（图 5）。主要原在于沟域系统内乡村聚落格局特征受地形因素影响较大。适宜聚落分布的缓坡地规模由沟口向沟内呈现逐渐减少趋势，因此聚落规模与密度整体上逐渐减小，沟域内乡镇所在样点聚落图斑受地形限制而呈长条分布。近10多年来，该区域退耕还林（草）工程取得巨大成效，但沟域内坡耕地大量减少带来农户口粮田锐减和粮食短缺新问题，为此实施了治沟造地土地整治工程[30]，促使农户生计资本及其结构发生转型[31]，大量农户会逐渐向沟道中心集聚或向外迁移，这是影响沟域系统内乡村聚落分布格局变化的主要因素。

图5 乡村聚落样带分析Fig.5 Belt transect analysis of rural settlemnets

210国道沿线乡村聚落规模高值区主要有市中心辐射带高值区（柳林-市区-川口-李渠-姚店）和甘谷驿高值区，且前者明显高于后者。聚落密度高值区主要分布在两个规模高值区之间，规模高值区的聚落斑块密度相对其他样点较小。整条样带的聚落形状指数普遍较高且空间差异性不大，多分布在 1.5～2.0之间。这主要是由于优越的交通环境为地区之间人口、资金等要素流动创造了条件，地区间的经济发展水平差异成为乡村聚落格局差异的主要原因。

2.6 乡村聚落布局分类及问题诊断

在乡村聚落格网分析的基础上，以宝塔区 629个行政村为对象，基于规模-区位-布局三维特征，采用组合矩阵方法进行分类，共得到9种组合类型（图6，表3）。

图6 宝塔区乡村聚落类型划分Fig.6 Regional types of rural settlements in Baota District

大规模-优势区-集中分布（large scale-advantage location-aggregation distribution，LS-AL-AD）和大规模-优势区-离散分布（large scale-advantage location-discrete distribution，LS-AL-DD）2种类型主要分布在市中心邻接的柳林镇、枣园镇、川口乡以及李渠镇和甘谷驿镇，共包含50个行政村。这两种类型的乡村聚落斑块规模较大，所处海拔较低，同时有 210国道和省道经过，交通便捷，是理想的乡村聚落布局模式。

中规模-优势区-集中分布（medium scale - advantage location - aggregation distribution，MS-AL-AD）和中规模-优势区-离散分布（medium scale-advantage locationdiscrete distribution，MS-AL-DD）这2种类型主要分布在各乡镇所在村域，共包含122个行政村。该2种类型村域的平均聚落斑块面积一般在10 000～20 000 m2，海拔在1 000 m左右，有省道或县道经过，交通条件相对较好，乡村聚落布局较为理想。

中规模-劣势区-离散分布（medium scale-disadvantage location-discrete distribution，MS-DL-DD）类型仅包括4个行政村，分别是柳林镇后孔家沟村、万花山乡方庄村、河庄坪镇田塔村和李渠镇张兴庄村。该类型虽然有较好的规模优势但主要问题在于交通不便，且分布较为离散。后孔家沟村和方庄村主要问题在于居民生活用地交通不便，田塔村和张兴庄村主要问题在于生产用地交通不便。因此该类型村域的主要优化途径在于加强交通条件建设，为居民的生产生活提供便利条件，促进村镇之间的要素流通。

表3 不同乡村聚落类型区的基本特征Table 3 Basic characteristic of different rural settlements regions

小规模-优势区-集中分布（small scale-advantage location- aggregation distribution，SS-AL-AD）和小规模-优势区-离散分布（small scale-advantage location-discrete distribution，SS-AL-DD）共包括207个行政村，这2种类型村域主要分布在乡镇政府所在地的周边村域，且距主要交通干线较近，有较好的交通条件。但是主要问题在于聚落斑块小而多。相对较为集中的村域有40个，该类型村域可作为中心村优选的对象，优化重点在于居民点的整合及相应公共设施的配套。聚落斑块分布较为离散的村域有 167个，该类型优化重点在于村域内或者多个村域间的居民点空间整合。

小规模-劣势区-集中分布（small scale-disadvantage location-aggregation distribution，SS-DL-AD）和小规模-劣势区-离散分布（small scale-disadvantage locationdiscrete distribution，SS-DL-DD）是乡村聚落格局中最不理想的2种类型，共涉及166个村域。该2种类型的主要为题在于聚落斑块规模小，且交通区位条件差，多分布在距离乡镇较远的深沟内。自身自然资源条件的限制是导致该类型村域聚落布局不合理的根本，同时城乡发展差距加剧了该类型区人口、资金等要素的外流，乡村处于逆向发展状态。该类型村域的优化途径在于居民点搬迁移居，同时为新的移居点提供便利的交通和基础设施条件。

3 结论与讨论

3.1 结 论

本文运用探索性空间数据分析模型和地理格网分析方法分析了黄土丘陵沟壑区乡村聚落的空间分布特征、规模特征、区位特征、形态特征以及典型沟域系统内乡村聚落的变化特征，在此基础上进行了乡村聚落类型划分和问题诊断，得出出以下主要结论：

1）乡村聚落在空间分布、规模、区位和形态上均呈现出明显的空间差异性。乡村聚落空间整体上呈集聚分布模式，且密度分布北高南低，密度大于 5个/km²的聚落斑块，主要分布在桥沟镇和川口乡以北。同时，在自然地理条件和社会经济发展双重影响下，聚落规模存在高值集聚特征，空间分布呈“Y”型结构。区位方面，乡村聚落分布随高程、坡度变化呈正态分布，且81.42%的乡村聚落斑块最临近道路距离小于500 m，59.7%的乡村聚落斑块耕作半径为700～800 m。聚落形状指数受不同等级道路影响较大，高值区主要沿国道和省道分布，低值区主要分布在三、四级油路和砂石路。

2）蟠龙川样带和210国道样带分别代表黄土丘陵区以农业生产为主和以非农业生产为主的 2种典型沟道系统。地形地貌条件以及耕地资源是以农业生产为主导的沟域系统乡村聚落分布的主控因素，退耕还林之后，农户口粮田大量减少，同时农户生计资本及其结构发生转变，因而大量农户走出深沟，乡村聚落分布格局也因此改变。210国道沿线主要属于非农业主导的经济类型，其地势较为平坦，同时交通发达便于劳动力、资本等要素流动，因而社会经济要素对聚落分布格局的影响更大。

3）乡村聚落具有多维特性，从单个聚落来看，具有规模、形状、区位等特性，而从多个个体来看，具有密度和离散度等特性。乡村聚落类型划分不仅是类型的归并，更要发现聚落分布所存在的问题，以便更有效的为乡村聚落整治提供科学指导。本文从聚落规模、区位、布局3个维度将宝塔区乡村聚落划分为9种类型，小规模-劣势区-集中分布和小规模-劣势区-离散分布是乡村聚落优化的重点区域，地方政府应根据不同类型，因地制宜、有序开展村庄整治与建设规划。

3.2 讨 论

本文基于地理格网分析了黄土丘陵沟壑区乡村聚落空间格局，突破了以往主要以行政单元为研究对象的局限性，实现了精确刻画自然地理要素对乡村聚落空间分布格局影响机理解析，对进一步深化乡村聚落微观研究，推动村镇格局优化研究具有一定的参考价值。村镇空间格局优化是一项复杂的系统工程，本文仅就村域尺度乡村聚落的空间布局特征与类型划分，以及存在问题进行初步探讨，而在乡村聚落的演化机制、地域类型、结构效率等方面研究还有待完善。囿于我国村镇格局的地域差异性和多样性，今后还需加强不同类型区村镇空间结构差异性、驱动机制及空间优化配置问题探讨，为区域生态安全保障、新农村建设和村镇空间格局优化决策提供支撑。

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Distribution pattern characteristic and type classification of rural settlements in loess hilly-gully region

Chen Zongfeng1, Li Yurui2,3, Liu Yansui1,2※
(1. Faculty of Geographical Sciences,Beijing Normal University,Beijing100875,China;2. Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research,Chinese Academy of Sciences,Beijing100101,China;3.Center for Assessment and Research on Targeted Poverty Alleviation,Chinese Academy of Sciences,Beijing100101,China)

Rural settlements constitute the spatial area of region’s production, livelihood and ecology. Therefore, it is necessary to study rural settlements’ spatial distribution pattern for optimizing the town-villages construction pattern. In this paper, we aimed to improve the microcosmic study of rural settlements and provided theoretical support for the construction of new harmonioussocial society in the countryside. Based on the Google earth satellite images of Baota District in Yanan city in 2015, we obtained the rural settlements feature, arable land feature, road feature, and the river feature after geometric correction, coordinate registration, visual interpretation and vectorization. Then we conducted a quantitative analysis of the rural settlements’ spatial distribution differentiation in Baota District using exploratory spatial data analysis model and geography grids analysis method, and identified the regional types basing on multi-dimensional characteristics. The results showedthat, 1) in the spatial distribution aspect, rural settlements in Baota District were characterized by obvious cluster spatial distribution mode, which was shown in the variable density of rural settlements. The density of rural settlements in northern area was higher than that in southern area, and the density higher than five per square kilometers mainly distributed in the north area of Qiaogou town and Chuankou town. In the scale aspect, rural settlements in Baota District showed an obvious spatial cluster distribution mode, and were in a “Y” structure. In the location aspect, rural settlements presented a normal distribution pattern along with the variations of elevation and slope. In the shape aspect, rural settlements had a low complexity in shape and most were stripe type. The shape index was also infected by the road level. The high shape index value distributed along the national level road and provincial level road, the low shape index value distributed along the lower level road; 2) the location of rural settlements closely related to the transportation, 81.42% of the rural settlements were approaching the main road less than 500m. And the location of rural settlements was also affected by the arable land, 59.7% of the rural settlements’farming radius distributed between 700 and 800 meters; 3) the characteristics of the rural settlements distribution pattern in the typical ditch area were influenced by the topographic factors, and the variation of rural settlements scale showed a multi-center characteristic. The distribution pattern of the rural settlements along the National HighwayNo. 210 was greatly affected by economic factors; and 4) based on the multidimensional feature combination matrix, the rural settlements were divided into nine types. The small scale-disadvantage location-aggregation distribution and small scale-disadvantage location-discrete distribution were the main problem areas. The spatial optimization of town-village was a complex and systematic engineering,and it was the first step to analyze the spatial distribution pattern of different area for rural settlements remediation and town-village spatial structure optimization. These results showed that rural settlements optimization should be based on different types, according to local conditions, and the main problem area should be the priority; the multi-center and equidistant distribution characteristics of gully settlements could be used to guide the rural settlements optimization and protect the security of ecology.

land use; rural areas; models; rural settlements; type classification; ecological security; loess hilly-gully region;Yanan City

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.14.036

F301.24

A

1002-6819(2017)-14-0266-09

陈宗峰，李裕瑞，刘彦随. 黄土丘陵沟壑区乡村聚落分布格局特征与类型[J]. 农业工程学报，2017，33(14)：266－274.

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.14.036 http://www.tcsae.org

Chen Zongfeng, Li Yurui, Liu Yansui. Distribution pattern characteristic and type classification of rural settlements in loess hilly-gully region[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(14):266－274. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.14.036 http://www.tcsae.org

2016-12-24

2017-07-07

国家重点研发计划项目（2017YFC0504701）

陈宗峰，男，山东临沂人，博士研究生，研究方向为土地利用与城乡发展。北京 北京师范大学地理科学学部，100875。

Email：chenzf@mail.bnu.edu.cn

※通信作者：刘彦随，男，汉族，陕西绥德人，研究员，博士生导师，长江学者特聘教授，主要从事土地利用和城乡发展研究。北京 北京师范大学地理科学学部，100875。Email：liuys@igsnrr.ac.cn